土壤碳是全球最大的碳源。土壤呼吸是全球碳循环和气候演变的关键生态过程。目前极端干旱区人工林生态系统土壤有机碳动态及呼吸特征方面的资料相对匮乏，相关资料在区域乃至全球碳循环研究中必不可少。为此，本研究立足于世界第二大流动沙漠腹地，以塔里木沙漠公路防护林生态系统中定植年限不同的防护林地为研究材料，通过研究土壤有机碳动力学特征，初步了解防护林对风沙土发育过程中土壤固碳潜力的影响;模拟咸水灌溉影响下凋落物分解过程，理解防护林对于风沙土的碳释放特征的影响。本研究成果能够丰富极端干旱区碳平衡研究的基础资料，有益于极端干旱区碳循环理论体系的完善;同时可为塔里木沙漠公路防护林生态工程的可持续性管护提供科学决策依据。本研究主要成果如下。　　(1)随防护林定植年限增大，土壤有机碳储量只有柽柳林地略微升高。值介于1192-2316g/m2之间，均值为1704g/m2。就植物种类而言，土壤有机碳储量大小顺序为沙拐枣＞柽柳＞梭梭。就不同土层而言，土壤有机碳含量仅在0-50 cm范围内随土壤深度增加而减少，50 cm以下变化不明显。　　(2)随防护林定植年限增大，表层土壤(0-10 cm)惰性有机碳（包括团聚体、腐殖质、抗氧化性和抗酸解性有机碳）含量增加，其中团聚体和腐殖质有机碳含量逐年增加，而抗氧化性和抗酸解性有机碳只在定植年限5-7年时增加明显。各碳组分之间极显著相关，其中团聚体、腐殖质有机碳与总有机碳的相关性较高。就各惰性碳在总有机碳中的相对含量而言，团聚体和抗氧化性有机碳的含量较高，而抗酸解性有机碳含量最低。　　(3)随防护林定植年限增大，腐殖质结构中C=O的相对含量(C=O/C-O-C)先降低后升高;支链聚亚甲基碳占末端甲基碳的比例(CH2/CH3)在7年时最高，之后略有降低并趋于稳定。　　(4)在夏末、秋季和初冬季节（6月30日-11月18日），随凋落物分解时间的增加，土壤呼吸速率呈波动式降低;随土壤深度增加，土壤呼吸速率在分解过程的夏末和秋初（6月30日-9月10日）时，表层大于亚表层。在夏末和秋初（6月30日-8月10日）时，三种植物对土壤呼吸速率的影响大小为柽柳＞沙拐枣＞梭梭。淡水灌溉下土壤呼吸速率明显高于咸水，两种咸水灌溉下土壤差异不明显。施氮肥后土壤呼吸速率明显增加。　　(5)秋季防护林土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线模式，最大值出现在正午14-16时（北京时间），晚上22-24时（北京时间）降至最低;随土壤深度增加，土壤呼吸速率降低;随灌溉水矿化度增加，土壤呼吸速率降低，并且亚表层表现较明显;三种植物对土壤呼吸的影响大小为梭梭＞柽柳＞沙拐枣。　　(6)随土温和气温的变化，防护林土壤呼吸速率月变化模式较为复杂，可用复合(Compound)、增长(Growth)、指数(Exponential)和逻辑曲线(Logistic)来模拟。灌溉咸水土壤呼吸速率日变化与温度呈三次函数关系(Rs=b3T3+ b2T2+ b1T+a)，并且与5 cm深度处温度的拟合曲线决定系数（R2）最高，而与气温拟合关系决定系数最低。两个分解层中，表层土壤呼吸速率的变化用温度拟合的准确性较高。三种植物中，柽柳的拟合曲线的决定系数（R2）的均值最大，梭梭最小。